Касмічны карабель НАСА NuSTAR дае ўяўленне пра туманнасць пульсарскага ветру 3С 58

Дадзеныя касмічнага карабля NASA NuSTAR і рэнтгенаўскай абсерваторыі Чандра даюць уяўленне пра механізм фарміравання і эвалюцыі туманнасці Пульсарскага ветру (PWN).

Новыя дадзеныя рэнтгенаўскіх назіранняў з выкарыстаннем касмічнага карабля НАСТА НАСА і рэнтгенаўскай касмічнай абсерваторыі Чандры далі далейшае ўяўленне аб характары пульсарнай імглістасці ветру (PWN) 3C 58. Вынікі аналізу могуць таксама праліць больш святла на часціцу распаўсюджванне ў папуляцыі вядомых PWNe - туманнасцей, якія сілкуюцца ветрам пульсара.

Выявы NuSTAR 3C 58 у шасці дыяпазонах энергіі. Палосы энергіі для малюнкаў складаюць 3–4,5 кэВ, 4,5–7 кэВ, 7–12 кэВ, 12–20 кэВ, 20–40 кэВ і 40–60 кэВ злева направа і зверху ўніз. Выявы разгладжваюцца, а маштабы рэгулююцца такім чынам, каб яны мелі максімум 1, каб лепш размясціць. Контуры белага шандры накладзены ў левай верхняй панэлі для даведкі (An et al., 2019)

Калі пульсарны вецер, які складаецца з зараджаных часціц, сутыкаецца з навакольным асяроддзем пульсара - які складаецца з вонкавых слаёў зорак, асабліва з павольна пашыраецца выкідам звышновай - ён развівае ШВП.

Назіранні PWNe паказалі, што часціцы ў гэтых аб'ектах губляюць энергію выпраменьвання, становячыся менш энергічнымі, паколькі павялічваецца іх адлегласць ад цэнтральнага пульсара. Рэнтгеналагічныя даследаванні PWNe могуць выявіць важную інфармацыю пра паток часціц у гэтыя туманнасці.

PWN 3C 58 - размешчаны прыблізна ад 6500 да 10 000 светлавых гадоў ад Зямлі - гэта маладая ШІП, якая мае сілавую структуру і сілкуецца 65-мілісекундным пульсарам PSR J0205 + 6449.

Аб'ект інтэнсіўна вывучаецца ў мяккім дыяпазоне рэнтгенаўскіх прамянёў (ніжэй 8,0 кэВ), таму яго мяккі рэнтгенаўскі спектр добра мадэлюецца, але астраномы зацікаўлены ў тым, каб спектр распаўсюджваўся на цвёрдую паласу рэнтгенаўскіх прамянёў вышэй за 10 кэВ.

Каб даследаваць гэта, група даследчыкаў пад кіраўніцтвам Гандзюна Ан з Чунгбукскага нацыянальнага ўніверсітэта ў Чонджу, Паўднёвая Карэя, заняла касмічны карабель ядзернага спектраскапічнага тэлескопа (NuSTAR) для правядзення спектральнага аналізу 3С 58 да 20 кэВ. Яны таксама прааналізавалі дадзеныя Чандры для параўнання з вынікамі NuSTAR.

Астраномы вымяралі энергетычную марфалогію, прасторавае змяненне спектральнага паказчыка і прасторава інтэграваны шырокапалосны рэнтгенаўскі спектр 3С 58.

"Гэтыя вымярэнні выкарыстоўваюцца для высновы ўласцівасцей 3C 58 пры сцэнарах сінхроннага выпраменьвання". У дакуменце, апублікаваным 12 красавіка на arXiv.org - гаворыцца.

Вынікі паказваюць, што памер 3C 58 памяншаецца з павелічэннем энергіі. Даследчыкі лічаць, што гэта звязана з эфектам выгарання сінхротроны - выпраменьваннем, якое часціцы выпраменьваюць, калі яны знаходзяцца ў бесперапынным паскарэнні з-за наступнага выгнутага шляху. Дадзеныя таксама паказваюць, што спектр мякчэйшы ў знешніх рэгіёнах гэтай ШІЗ.

Акрамя таго, даследчыкі выявілі намёк на спектральны разрыў у прасторава інтэграваным спектры рэнтгенаўскіх прамянёў і разрыў прамянёвага профілю спектральнага паказчыка 3C 58.

Ілюстрацыя рэнтгенаўскага тэлескопа NuSTAR НАСА (Harrison.F, Caltech, NASA)

Паводле даследавання, разрыў прамянёвага профілю паказвае на максімальную энергію электрона каля 200 ТэВ, што больш, чым меркавалася раней. Калі гаворка ідзе пра спектральны разрыў, дадзеныя дазваляюць выказаць здагадку, што максімальная энергія электрона складае каля 140 ТэВ пры меркаваным напружанні магнітнага поля 80 мкГ. Акрамя таго, разліковая сіла магнітнага поля ў 3С 58 складае ад 30 да 200 мкГ.

Астраномы прыйшлі да высновы, што іх вывучэнне можа прасунуць нашы веды аб мадэлях паскарэння і выпраменьвання PWNe. Яны адзначылі, што ў выпадку з 3C 58 яго добра вымярэнне шырокапалоснага спектральнага размеркавання энергіі і магчымы разрыў рэнтгенаўскіх прамянёў могуць падаць новыя ўяўленні пра паскарэнне і паток часціц у PWNe.

Арыгінальнае даследаванне: Hongjun An. NuSTAR жорсткія рэнтгенаўскія даследаванні туманнасці пульсарнага ветру 3C ~ 58. arXiv: 1904.05991 [астра-ph.HE]. arxiv.org/abs/1904.05991